基于WSN的煤礦井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、作為一個(gè)煤礦大國(guó)，我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻。現(xiàn)有井下監(jiān)測(cè)技術(shù)不夠理想，煤礦井下安全監(jiān)測(cè)水平急待提高。針對(duì)礦山井下的特殊環(huán)境，本文提出了一種基于WSN的煤礦井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)井下環(huán)境參數(shù)和人員位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減少煤礦事故發(fā)生率。
　　本文的主要研究工作有:
　　(1)對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。進(jìn)行節(jié)點(diǎn)布局，以CC2530+CC2410作為井下ZigBee網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點(diǎn)的核心，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)主控制器（協(xié)調(diào)器）與地面監(jiān)

2、測(cè)中心的通信。
　　(2)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)RSSI模型深入研究，提出了一種自適應(yīng)-四點(diǎn)加權(quán)定位及其快速定位算法實(shí)現(xiàn)井下人員位置獲取，包括RSSI曲線擬合、RSSI高斯過(guò)濾、加權(quán)質(zhì)心定位等。
　　(3)對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)，包括傳感器調(diào)理電路、雙電源供電電路、CAN連接電路，還進(jìn)行了硬件節(jié)點(diǎn)防爆設(shè)計(jì)與檢測(cè)，保證節(jié)點(diǎn)在井下安全、穩(wěn)定地工作。
　　(4)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。以IAR Embedded Workbench軟件作

3、為下位機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)井下ZigBee網(wǎng)絡(luò)的信息采集和通信;以LabVIEW作為上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)瓦斯、溫濕度、二氧化碳等濃度的顯示、存儲(chǔ)、回放并實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，最后通過(guò)Web發(fā)布，使得遠(yuǎn)程用戶能夠?qū)虑闆r進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
　　(5)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試。本系統(tǒng)最后通過(guò)串口連接進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)功能的測(cè)試，結(jié)果表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，能持續(xù)有效地對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。井下人員定位算法的仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法不僅具有自適應(yīng)、提高定位精度